JP2016090249A - 慣性センサーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可動体にアブレーションが発生することを抑制しつつ、スティッキングを解除することができる慣性センサーの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る慣性センサーの製造方法では、基体の第１面側に可動体を形成する工程（Ｓ１）と、基体の第１面に対向する第２面側から、可動体の基体に貼り付いている部分にレーザー光Ｌを照射して、可動体を基体から離間させる工程（Ｓ３）と、を含み、基体は、レーザー光を透過させる材質で形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、慣性センサーの製造方法に関する。

近年、シリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて物理量を検出する慣性センサーが開発されている。特に、加速度を検出する加速度センサーや角速度を検出するジャイロセンサーは、例えば、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）の手振れ補正機能、自動車のナビゲーションシステム、ゲーム機のモーションセンシング機能などの用途が急速に広がりつつある。

上記のような慣性センサーでは、製造工程において、物理量によって可動する可動体が、基体に貼り付く現象（スティッキング）が発生する。例えば特許文献１では、可動体にレーザー光を照射することによって、スティッキングを解除することが記載されている。

特開２０１２−１６８０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、レーザー光を、可動体の上方（基体とは反対側）から照射している。そのため、レーザー光が可動体で吸収され、レーザー光を、可動体と基体との接触面に照射することが難しく、スティッキングを解除することが困難な場合がある。そこで、特許文献１に記載の技術において、より確実にスティッキングを解除しようとしてレーザー光の強度を強くすると、可動体が溶解して蒸散する現象（アブレーション（Ａｂｌａｔｉｏｎ）、融除ともいう）が発生してスティキングを解除できない場合がある。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、可動体にアブレーションが発生することを抑制しつつ、スティッキングを解除することができる慣性センサーの製造方法を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

［適用例１］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法は、
基体の第１面側に可動体を形成する工程と、
前記基体の前記第１面に対向する第２面側から、前記可動体の前記基体に貼り付いている部分にレーザー光を照射して、前記可動体を前記基体から離間させる工程と、
を含み、
前記基体は、前記レーザー光を透過させる材質で形成される。

このような慣性センサーの製造方法では、レーザー光を、基体を透過させて、可動体と基体との接触面（貼り付き部分）に照射することができる。したがって、このような慣性センサーの製造方法では、可動体にアブレーションが発生することを抑制しつつ、スティッキングを解除することができる。

［適用例２］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法において、
前記基体と蓋体とを接合して、前記基体と前記蓋体とによって形成されるキャビティーに前記可動体を収容する工程を含み、
前記可動体を前記基体から離間させる工程は、前記可動体を収容する工程の後に行われてもよい。

このような慣性センサーの製造方法では、基体は、レーザー光を透過させる材質で形成されるため、キャビティーに可動体を収容した後でも、スティッキングを解除することができる。

［適用例３］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法において、
前記可動体を前記基体から離間させる工程では、
前記可動体が溶融する強度未満の前記レーザー光を照射してもよい。

このような慣性センサーの製造方法では、可動体にアブレーションが発生することを抑制することができる。

［適用例４］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法において、
前記可動体を前記基体から離間させる工程では、
前記可動体の前記基体に貼り付いている部分を、干渉縞によって視認してもよい。

このような慣性センサーの製造方法では、例えば、基体の第２面側から、顕微鏡で慣性センサーを観察することにより、可動体と基体との貼り付き部分を容易に視認することができる。

［適用例５］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法は、
基体の第１面側に固定電極を形成し、前記固定電極と対向する可動体を形成する工程と、
前記基体の前記第１面に対向する第２面側から、前記可動体の前記固定電極に貼り付いている部分にレーザー光を照射して、前記可動体を前記固定電極から離間させる工程と、
を含み、
前記基体と前記固定電極は、前記レーザー光を透過させる材質で形成される。

このような慣性センサーの製造方法では、レーザー光を、基体および固定電極を透過させて、可動体と固定電極との接触面（貼り付き部分）に照射することができる。したがって、このような慣性センサーの製造方法では、可動体にアブレーションが発生することを抑制しつつ、スティッキングを解除することができる。

［適用例６］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法において、
前記基体と蓋体とを接合して、前記基体と前記蓋体とによって形成されるキャビティーに前記可動体を収容する工程を含み、
前記可動体を前記固定電極から離間させる工程は、前記可動体を収容する工程の後に行われてもよい。

このような慣性センサーの製造方法では、キャビティーに可動体を収容した後でも、スティッキングを解除することができる。

［適用例７］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法において、
前記可動体を前記固定電極から離間させる工程では、
前記可動体が溶融する強度未満の前記レーザー光を照射してもよい。

このような慣性センサーの製造方法では、可動体にアブレーションが発生することを抑制することができる。

［適用例８］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法において、
前記可動体を前記固定電極から離間させる工程では、
前記可動体の前記固定電極に貼り付いている部分を、干渉縞によって視認してもよい。

このような慣性センサーの製造方法では、例えば、基体の第２面側から、顕微鏡で慣性センサーを観察することにより、可動体と固定電極との貼り付き部分を容易に視認することができる。

［適用例９］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法において、
前記基体の材質は、ガラスであってもよい。

このような慣性センサーの製造方法では、基体は、レーザー光を透過させることができる。

［適用例１０］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法において、
前記可動体は、シリコンＭＥＭＳを構成してもよい。

このような慣性センサーの製造方法では、基体の第２面側からレーザー光を照射するため、可動体の材質がレーザー光を透過しないシリコンであっても、スティッキングを解除することができる。

［適用例１１］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法において、
前記可動体は、ジャイロセンサーを構成してもよい。

このような慣性センサーの製造方法では、角速度を検出することができる慣性センサーを製造することができる。

［適用例１２］
本適用例に係る慣性センサーの製造方法において、
前記可動体は、加速度センサーを構成してもよい。

このような慣性センサーの製造方法では、加速度を検出することができる慣性センサーを製造することができる。

第１実施形態に係る慣性センサーを模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る慣性センサーを模式的に示す平面図。 第１実施形態に係る慣性センサーの製造方法を説明するためのフローチャート。 第１本実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す断面図。 第１本実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す断面図。 第１本実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す断面図。 第１本実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す断面図。 慣性センサーの写真。 慣性センサーの写真。 慣性センサーの写真。 第１実施形態の変形例に係る慣性センサーの製造方法を説明するためのフローチャート。 第１本実施形態の変形例に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す断面図。 第２実施形態に係る慣性センサーを模式的に示す断面図。 第２実施形態に係る慣性センサーを模式的に示す平面図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． 第１実施形態
１．１． 慣性センサー
まず、第１実施形態に係る慣性センサーについて、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る慣性センサー１００を模式的に示す断面図である。図２は、第１実施形態に係る慣性センサー１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。また、図１および図２では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。

慣性センサー１００は、例えば、加速度センサーやジャイロセンサーである。以下では、慣性センサー１００がＺ軸方向の加速度を検出する加速度センサーである場合について説明する。

慣性センサー１００は、図１および図２に示すように、基体１０と、蓋体２０と、機能素子１０２と、を含む。なお、便宜上、図２では、蓋体２０を省略して図示している。

基体１０は、レーザー光を透過させる材質で形成されている。基体１０の材質は、例えば、ガラスである。具体的には、基体１０の材質は、珪砂にソーダ灰等を加えたソーダガラスや、珪砂に硼砂、アルミナ等を加えた耐熱ガラスである。あるいは、基板１０の材質は、水晶や石英ガラス等、可視光を透過する材料であれば何れの材料であってもよい。

基体１０は、第１面１２と、第１面１２に対向する（第１面１２と反対方向を向く）第２面１４と、を有している。第１面１２には、凹部１６が形成されており、凹部１６の上方に（＋Ｚ軸方向側に）機能素子１０２の可動体３０が配置されている。凹部１６は、キャビティー２を構成している。凹部１６の底面（凹部１６を規定する基体１０の面）には、ポスト部１８が設けられている。図示の例では、ポスト部１８は、基体１０と一体に設けられている。ポスト部１８は、凹部１６の底面よりも上方に突出している。ポスト部１８は、機能素子１０２を支持している。図２に示す例では、ポスト部１８は、４つ設けられているが、機能素子１０２を支持することができれば、その数は限定されない。

蓋体２０は、基体１０上に（＋Ｚ軸方向側に）設けられている。蓋体２０は、レーザー光を吸収する材質で形成されている。蓋体２０の材質は、例えば、シリコンである。蓋体２０は、基体１０の第１面１２に接合されている。基体１０と蓋体２０とは、陽極接合によって接合されていてもよい。図示の例では、蓋体２０に凹部が形成されており、該凹部は、キャビティー２を構成している。

なお、基体１０と蓋体２０との接合方法は、特に限定されず、例えば、低融点ガラス（ガラスペースト）による接合でもよい。または、基体１０および蓋体２０の各々の接合部分に金属薄膜（図示せず）を形成し、該金属薄膜同士を共晶接合させることにより、基体１０と蓋体２０とを接合させてもよい。

機能素子１０２は、基体１０の第１面１２側に設けられている。機能素子１０２は、例えば、陽極接合や直接接合によって、基体１０に接合されている。機能素子１０２は、基体１０と蓋体２０とによって形成されるキャビティー２に収容されている。キャビティー２は、不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気で密閉されていてもよい。

機能素子１０２は、可動体３０と、連結部４０，４２と、支持部５０と、固定電極部６０，６２と、を有している。

可動体３０は、凹部１６の上方に設けられ、基体１０と離間している。可動体３０の厚さ（Ｚ軸方向の大きさ）は、例えば、２０μｍ以上３５μｍ以下程度である。可動体３０は、加速度センサー（慣性センサー１００）を構成している。

可動体３０は、支持軸Ｑまわりに変位可能である。具体的には、可動体３０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わると、連結部４０，４２によって決定される支持軸Ｑを回転軸（揺動軸）としてシーソー揺動する。このように、可動体３０は、Ｚ軸方向に変位可能であるため、スティキングが発生しやすい。

可動体３０は、平面視において（Ｚ軸方向からみて）、支持軸Ｑによって区画される第１シーソー片３０ａと第２シーソー片３０ｂとを有している。機能素子１０２では、支持軸Ｑを、可動体３０の中心（重心）から外れた位置に配置することによって、シーソー片３０ａ，３０ｂが互いに異なる質量を有している。図示の例では、支持軸Ｑから第１シーソー片３０ａの端面３３までの距離は、支持軸Ｑから第２シーソー片３０ｂの端面３４までの距離よりも長い。そのため、第１シーソー片３０ａの質量は、第２シーソー片３０ｂの質量よりも大きい。このように、シーソー片３０ａ，３０ｂが互いに異なる質量を有することにより、鉛直方向の加速度が加わったときに、第１シーソー片３０ａの回転モーメントと、第２シーソー片３０ｂの回転モーメントと、を均衡させないことができる。したがって、鉛直方向の加速度が加わったときに、可動体３０に所定の傾きを生じさせることができる。

可動体３０は、第１シーソー片３０ａに設けられた第１可動電極部３１と、第２シーソー片３０ｂに設けられた第２可動電極部３２と、を有している。第１可動電極部３１は、可動体３０のうち、平面視において第１固定電極部６０と重なる部分である。第１可動電極部３１は、第１固定電極部６０との間に静電容量Ｃ１を形成する。第２可動電極部３２は、可動体３０のうち、平面視において第２固定電極部６２と重なる部分である。第２可動電極部３２は、第２固定電極部６２との間に静電容量Ｃ２を形成する。平面視において、第１可動電極部３１の面積と第２可動電極部３２の面積とは、例えば、等しい。可動電極部３１，３２は、例えば、支持軸Ｑに関して対称である。

静電容量Ｃ１および静電容量Ｃ２は、例えば、図２に示す可動体３０が水平な状態で、互いに等しくなるように構成されている。可動電極部３１，３２は、可動体３０の動きに応じて位置が変化する。可動電極部３１，３２の位置に応じて、静電容量Ｃ１，Ｃ２が変化する。可動体３０には、連結部４０，４２および支持部５０を介して、所定の電位が与えられる。支持部５０は、図示せぬ配線と接続されている。

可動体３０には、可動体３０を貫通する貫通孔３５が設けられている。これにより、可動体３０が揺動する際の空気の影響（空気の抵抗）を低減することができる。貫通孔３５は、例えば、複数形成されている。図示の例では、可動体３０には、平面形状（Ｚ軸方向からみた形状）が長方形の貫通孔３５と、平面形状が正方形の貫通孔３５とが設けられている。

可動体３０には、可動体３０を貫通する開口部３６が設けられている。開口部３６は、平面視において、支持軸Ｑ上に設けられている。開口部３６には、連結部４０，４２および支持部５０が設けられている。図示の例では、開口部３６の平面形状は、長方形である。

連結部４０，４２は、可動体３０と支持部５０とを連結している。連結部４０，４２は、トーションバネ（捻りバネ）として機能する。これにより、連結部４０，４２は、可動体３０がシーソー揺動することにより連結部４０，４２に生じるねじり変形に対して強い復元力を有することができる。

連結部４０，４２は、平面視において、支持軸Ｑ上に配置されている。連結部４０，４２は、支持軸Ｑに沿って延出している。第１連結部４０は、支持部５０から＋Ｙ軸方向に延出している。第２連結部４２は、支持部５０から−Ｙ軸方向に延出している。

支持部５０は、平面視において、支持軸Ｑ上に設けられている。支持部５０の一部は、ポスト部１８に接合（例えば陽極接合）されている。図示の例では、支持部５０は、Ｈ字状（略Ｈ字状）の平面形状を有しているが、その形状は特に限定されない。

可動体３０、連結部４０，４２、および支持部５０は、一体に設けられている。可動体３０、連結部４０，４２、および支持部５０の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。可動体３０、連結部４０，４２、および支持部５０は、シリコン基板を加工して形成されたシリコンＭＥＭＳを構成している。

固定電極部（固定電極）６０，６２は、凹部１６の底面に設けられている。第１固定電極部６０は、第１可動電極部３１と離間し、第１可動電極部３１に対向して設けられている。第２固定電極部６２は、第２可動電極部３２と離間し、第２可動電極部３２に対向して設けられている。

固定電極部６０，６２の材質は、例えば、アルミニウム、金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）である。固定電極部６０，６２としてＩＴＯやＺｎＯ等の透明電極材料を用いることにより、固定電極部６０，６２上に存在する異物等を、基体１０の第２面１４側から、容易に視認することができる。さらに、基体１０の第２面１４側から、可動体３０の基体１０に貼り付いている部分（スティキングが発生している部分）を、容易に視認することができる。固定電極部６０，６２は、例えば、レーザー光を透過させる材質で形成されている。

次に、慣性センサー１００の動作について説明する。

慣性センサー１００では、加速度に応じて、可動体３０が支持軸Ｑまわりに揺動する。この可動体３０の動きに伴って、第１可動電極部３１と第１固定電極部６０との間の距離、および第２可動電極部３２と第２固定電極部６２との間の距離が変化する。具体的には、例えば鉛直上向き（＋Ｚ軸方向）の加速度が慣性センサー１００に加わると、可動体３０は反時計回りに回転し、第１可動電極部３１と第１固定電極部６０との間の距離が小さくなり、第２可動電極部３２と第２固定電極部６２との間の距離が大きくなる。この結果、静電容量Ｃ１が大きくなり、静電容量Ｃ２が小さくなる。また、例えば鉛直下向き（−Ｚ軸方向）の加速度が慣性センサー１００に加わると、可動体３０は時計回りに回転し、第１可動電極部３１と第１固定電極部６０との間の距離が大きくなり、第２可動電極部３２と第２固定電極部６２との間の距離が小さくなる。この結果、静電容量Ｃ１が小さくなり、静電容量Ｃ２が大きくなる。

慣性センサー１００では、静電容量Ｃ１，Ｃ２を検出し、静電容量Ｃ１と静電容量Ｃ２との差に基づいて（いわゆる差動検出方式により）、加速度の向きや大きさ等の物理量を検出することができる。

なお、上記では、慣性センサー１００がＺ軸方向の加速度を検出する加速度センサーである場合について説明したが、本発明に係る慣性センサーは、Ｘ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであってもよいし、Ｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであってもよい。

１．２． 慣性センサーの製造方法
次に、第１実施形態に係る慣性センサー１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る慣性センサー１００の製造方法を説明するためのフローチャートである。図４〜図７は、第１実施形態に係る慣性センサー１００の製造工程を模式的に示す断面図である。

基体１０の第１面１２側に可動体３０を形成する（Ｓ１）。具体的には、まず、図４に示すように、ガラス基板をパターニングして凹部１６およびポスト部１８を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより行われる。本工程により、凹部１６およびポスト部１８が設けられた基体１０を得ることができる。

次に、凹部１６の底面に（第１面１２側に）、固定電極部６０，６２を形成する。固定電極部６０，６２、例えば、スパッタ法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法による成膜、およびパターニングにより形成される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより行われる。

図５に示すように、基体１０の第１面１２に、シリコン基板４を接合する。基体１０とシリコン基板４との接合は、例えば、陽極接合によって行われる。これにより、基体１０とシリコン基板４とを強固に接合することができる。

図６に示すように、シリコン基板４を、例えば研削機によって研削して薄膜化した後、所定の形状にパターニングして、可動体３０、連結部４０，４２、および支持部５０を一体的に形成する。パターニングは、フォトリソグラフィーおよびエッチング（ドライエッチング）によって行われ、具体的なエッチングとして、ボッシュ（Ｂｏｓｃｈ）法を用いることができる。

以上の工程により、基体１０の第１面１２側に、固定電極部６０，６２と対向する可動体３０を形成することができる。

図１に示すように、基体１０と蓋体２０とを接合して、基体１０と蓋体２０とによって形成されるキャビティー２に、可動体３０を（機能素子１０２を）収容する（Ｓ２）。基体１０と蓋体２０との接合は、例えば、陽極接合によって行われる。これにより、基体１０と蓋体２０とを強固に接合することができる。本工程を、不活性ガス雰囲気で行うことにより、キャビティー２に不活性ガスを充填することができる。

ここで、例えば基体１０と蓋体２０とを接合するまでの工程中で、図７に示すように、可動体３０が基体１０に貼り付き、スティッキングが発生する。これは工程処理中あるいは工程間中に、可動体３０と基体１０との間に電位差が生じて起こる現象である。特に、前述したドライエッチングとしてボッシュ法を用いると、チャンバー内の荷電粒子によりスティッキングする場合が多い。そこで、基体１０の第２面１４側から、可動体３０の基体１０に貼り付いている貼り付き部分３にレーザー光Ｌを照射して、可動体３０を基体１０から離間させる（Ｓ３）。貼り付き部分３は、例えば、可動体３０と基体１０との接触面である。なお、図７では、蓋体２０を省略して図示している。

レーザー光Ｌは、基体１０を透過して、可動体３０の貼り付き部分３に照射される。貼り付き部分３に照射されたレーザー光Ｌは、可動体３０に吸収され熱エネルギーＥとなる。この熱エネルギーＥによって、可動体３０において局所的な超音波Ｕが生じる。そして、超音波Ｕが拡散することにより、可動体３０を基体１０から離間させる（スティッキングを解除する）ことができる。

図８に示すように、基体１０の第２面１４側から観察すると、可動体３０が基体１０に貼り付くことによって、基体１０に干渉縞が生じる。可動体３０を基体１０から離間する工程（Ｓ３）は、例えば、貼り付き部分３を、干渉縞によって視認し（認識し）、貼り付き部分３にレーザー光Ｌを照射する。レーザー光Ｌの照射によってスティッキングが解除されると、図９に示すように、干渉縞は見えなくなる。なお、図８および図９とも基体１０には透明材料を用いた固定電極部６０，６２がパターニングされている。

なお、図８および図９は、Ｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサーの機能素子を、基体（ガラス基板）の第２面側（機能素子が設けられた側と反対側）からみた写真である。図８および図９において、（ｂ）は、（ａ）の破線で囲んだ領域の拡大図である。図８（ａ）および図９（ａ）では、２つの機能素子が確認される。

可動体３０を基体１０から離間する工程（Ｓ３）では、可動体３０に溶融が発生する強度未満のレーザー光Ｌを照射する。レーザー光Ｌの強度が強いと、可動体における熱エネルギーが高くなり、図１０の破線で囲んだ領域のように、可動体が溶融して蒸散して（アブレーションが発生して）しまう場合がある。

レーザー光Ｌの波長は、基体１０を透過し可動体３０において吸収されれば、特に限定されないが、レーザー光は、例えば可視光である。レーザー光Ｌの波長は、例えば１．１１μｍ以下であり、好ましくは４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下である。貼り付き部分３に照射されるレーザー光Ｌの形状（断面形状）および大きさは、特に限定されないが、１辺の長さが２０μｍ以上３０μｍ以下の四角形でもよいし、直径が２０μｍ以上３０μｍ以下の円形でもよい。

なお、上記の例では、可動体３０を基体１０から離間させる工程（Ｓ３）は、可動体を収容する工程（Ｓ２）の後に行われたが、工程（Ｓ３）は、可動体３０を形成する工程（Ｓ１）の後であれば、その順序や回数は特に限定されず、スティッキングが発生する度に行われてもよい。例えば、シリコン基板４をパターニングして可動体３０を形成する工程においてスティッキングが発生した場合は、シリコン基板４のパターニング後に工程（Ｓ３）を行ってもよい。また、例えば、可動体３０を水で洗浄する場合は、表面張力によりスティッキングが発生しやすいが、洗浄工程においてスティッキングが発生した場合は、洗浄工程の後に工程（Ｓ３）を行ってもよい。

慣性センサー１００の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。

慣性センサー１００の製造方法では、基体１０の第１面１２側に可動体３０を形成する工程（Ｓ１）と、基体１０の第２面１４側から、可動体３０の基体１０に貼り付いている貼り付き部分３にレーザー光Ｌを照射して、可動体３０を基体１０から離間させる工程（Ｓ３）と、を含み、基体１０は、レーザー光Ｌを透過させる材質で形成される。そのため、慣性センサー１００の製造方法では、レーザー光Ｌを、基体１０を透過させて、可動体３０と基体１０との接触面（貼り付き部分３）に照射することができる。したがって、レーザー光を可動体の上方（基体とは反対側）から照射する場合に比べて、より確実にスティッキングを解除することができる。

ここで、レーザー光の照射によってシリコンからなる可動体に光吸収が起きる距離（深さ方向、厚さ方向の距離）は、例えば１μｍ以下である。そのため、レーザー光を可動体の上方から照射する場合、例えば２０μｍ以上３５μｍ以下の厚さを有する可動体では、レーザー光の照射によって生じる超音波が、可動体と基体との接触面まで到達できず、スティッキングを解除することができない場合がある。慣性センサー１００の製造方法では、このような問題を解決することができ、スティッキングを解除することができる。

さらに、慣性センサー１００の製造方法では、レーザー光の強度を強くしなくても、レーザー光Ｌは基体１０を透過するため、可動体３０が溶解して蒸散する現象（アブレーション）が発生することを抑制することができる。

以上のように、慣性センサー１００の製造方法では、可動体３０にアブレーションが発生することを抑制しつつ、スティッキングを解除することができる。

慣性センサー１００の製造方法では、基体１０の材質は、ガラスである。そのため、基体１０は、レーザー光Ｌを透過させることができる。

慣性センサー１００の製造方法では、基体１０と蓋体２０とを接合してキャビティー２に可動体３０を収容する工程（Ｓ２）を含み、可動体３０を基体１０から離間させる工程（Ｓ１）は、可動体３０を収容する工程（Ｓ２）の後に行われる。慣性センサー１００の製造方法では、基体１０は、レーザー光Ｌを透過させる材質で形成されるため、キャビティー２に可動体３０を収容した後でも、スティッキングを解除することができる。

慣性センサー１００の製造方法では、可動体３０は、シリコンＭＥＭＳを構成する。慣性センサー１００の製造方法では、基体１０の第２面１４側からレーザー光Ｌを照射するため、可動体３０の材質がレーザー光Ｌを透過しないシリコンであっても、スティッキングを解除することができる。

慣性センサー１００の製造方法では、可動体３０は、加速度センサーを構成する。そのため、慣性センサー１００の製造方法は、加速度を検出することができる加速度センサー（慣性センサー１００）を製造することができる。

慣性センサー１００の製造方法では、可動体３０を基体１０から離間させる工程（Ｓ３）では、可動体３０が溶融する強度未満のレーザー光Ｌを照射する。そのため、慣性センサー１００の製造方法では、可動体３０にアブレーションが発生することを抑制することができる。

慣性センサー１００の製造方法では、可動体３０を基体１０から離間させる工程（Ｓ３）では、貼り付き部分３を、干渉縞によって視認する。そのため、慣性センサー１００の製造方法では、例えば、基体１０の第２面１４側から、顕微鏡で慣性センサー１００を観察することにより、貼り付き部分３を容易に視認することができる。

１．３． 慣性センサーの製造方法の変形例
次に、第１実施形態の変形例に係る慣性センサー１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第１実施形態の変形例に係る慣性センサー１００の製造方法を説明するためのフローチャートである。図１２は、第１実施形態の変形例に係る慣性センサー１００の製造工程を模式的に示す断面図である。

以下、第１実施形態の変形例に係る慣性センサー１００の製造方法において、第１実施形態に係る慣性センサー１００の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

第１実施形態に係る慣性センサー１００の製造方法では、可動体３０を基体１０から離間する工程（Ｓ３）の代わりに、可動体３０を第１固定電極部６０から離間する工程（Ｓ１０３）を含む。

例えば基体１０と蓋体２０とを接合するまでの工程中で、可動体３０は第１固定電極部６０に貼り付く場合がある。これは製造工程中で、可動体３０に短絡されてない第１固定電極部６０に貼り付く傾向にあるためである。このような場合では、第１固定電極部６０としてＩＴＯやＺｎＯ等の透明電極材料を用いると、基体１０の第２面１４側から、可動体３０の第１固体電極部６０に貼り付いている貼り付き部分３を、容易に視認することができるので、スティッキング解除が容易となる。

可動体３０を第１固定電極部６０から離間する工程（Ｓ１０３）では、図１２に示すように、基体１０の第２面１４側から、可動体３０の第１固定電極部６０に貼り付いている貼り付き部分３にレーザー光Ｌを照射して、可動体３０を第１固体電極部６０から離間させる。可動体３０を第１固定電極部６０から離間する工程（Ｓ１０３）では、可動体３０を基板１０から離間する工程（Ｓ３）と同様に、例えば、可動体３０が溶融する強度未満のレーザー光Ｌを照射する。可動体３０を第１固定電極部６０から離間する工程（Ｓ１０３）では、可動体３０を基板１０から離間する工程（Ｓ３）と同様に、例えば、貼り付き部分３を干渉縞によって視認する。

第１実施形態の変形例に係る慣性センサー１００の製造方法では、第１実施形態に係る慣性センサー１００の製造方法と同様に、可動体３０にアブレーションが発生することを抑制しつつ、スティッキングを解除することができる。

なお、可動体３０は、第１固体電極部６０の代わりに、第２固定電極部６２に貼り付く場合もあるし、第１固体電極部６０および第２固体電極部６２の両方に貼り付く場合もある。これらの場合も、基体１０の第２面１４側から、可動体３０の固定電極部に貼り付いている貼り付き部分にレーザー光Ｌを照射して、可動体３０を固体電極部から離間させることができる。

２． 第２実施形態
２．１． 慣性センサー
次に、第２実施形態に係る慣性センサーについて、図面を参照しながら説明する。図１３は、第２実施形態に係る慣性センサー２００を模式的に示す断面図である。図１４は、第２実施形態に係る慣性センサー２００を模式的に示す平面図である。なお、図１３は、図１４のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。また、便宜上、図１３は、機能素子１０２を簡略化して図示している。また、図１４では、機能素子１０２以外の部材の図示を省略している。また、図１３および図１４では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。

以下、第２実施形態に係る慣性センサー２００おいて、第１実施形態に係る慣性センサー１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

上述した慣性センサー１００は、図１および図２に示すように、Ｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであった。これに対し、慣性センサー２００は、図１３および図１４に示すように、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを検出可能なジャイロセンサーである。

慣性センサー２００では、図１３に示すように、図１と同様にポスト部１８が設けられている。

慣性センサー２００では、キャビティー２は、減圧状態（より好ましくは真空状態）であることが望ましい。これにより、機能素子１０２の振動が空気粘性によって減衰することを抑制することができる。

慣性センサー２００では、図１４に示すように、機能素子１０２は、２つの構造体１１２（第１構造体１１２ａ、第２構造体１１２ｂ）を有している。２つの構造体１１２は、Ｙ軸に平行な軸αに関して対称となるように、Ｘ軸方向に並んで設けられている。

構造体１１２は、固定部１３０と、駆動バネ部１３２と、質量体（振動体）１３４と、可動駆動電極部１３６と、固定駆動電極部１３８，１３９と、可動体１４０と、梁部１４２と、可動検出電極部１４４と、固定検出電極部１４６と、を有している。駆動バネ部１３２、質量体１３４、可動駆動電極部１３６、可動体１４０、梁部１４２、および可動検出電極部１４４は、凹部１６の上方に設けられ、基体１０と離間している。

固定部１３０は、基体１０に固定されている。固定部１３０は、例えば、陽極接合によって基体１０の第１面１２に接合されている。固定部１３０は、例えば、１つの構造体１１２に対して、４つ設けられている。図示の例では、構造体１１２ａ，１１２ｂは、第１構造体１１２ａの＋Ｘ軸方向側の固定部１３０と第２構造体１１２ｂの−Ｘ軸側の固定部１３０とを、共通の固定部としている。共通の固定部１３０は、例えば、ポスト部１８上に設けられている。

駆動バネ部１３２は、固定部１３０と質量体１３４とを連結している。駆動バネ部１３２は、複数の梁部１３３によって構成されている。梁部１３３は、固定部１３０の数に対応して、複数設けられている。梁部１３３は、Ｙ軸方向に往復しながらＸ軸方向に延出している。梁部１３３は（駆動バネ部１３２は）、質量体１３４の振動方向であるＸ軸方向に円滑に伸縮することができる。

質量体１３４は、例えば、平面視において、矩形の枠体である。質量体１３４のＸ軸方向の側面（Ｘ軸に平行な垂線を持つ側面）は、駆動バネ部１３２に接続されている。質量体１３４は、可動駆動電極部１３６および固定駆動電極部１３８，１３９によって、Ｘ軸方向に（Ｘ軸に沿って）振動することができる。

可動駆動電極部１３６は、質量体１３４に設けられている。図示の例では、可動駆動電極部１３６は、４つ設けられ、２つの可動駆動電極部１３６は、質量体１３４の＋Ｙ軸方向側に位置し、他の２つの可動駆動電極部１３６は、質量体１３４の−Ｙ軸方向側に位置している。可動駆動電極部１３６は、図１４に示すように、質量体１３４からＹ軸方向に延出している幹部と、該幹部からＸ軸方向に延出している複数の枝部と、を備えた櫛歯状の形状を有していてもよい。

固定駆動電極部１３８，１３９は、基体１０に固定されている。固定駆動電極部１３８，１３９は、例えば、陽極接合によって基体１０の第１面１２に接合されている。固定駆動電極部１３８，１３９は、可動駆動電極部１３６と対向して設けられ、固定駆動電極部１３８，１３９間に可動駆動電極部１３６が配置されている。図１４に示すように、可動駆動電極部１３６が櫛歯状の形状を有する場合、固定駆動電極部１３８，１３９は、可動駆動電極部１３６に対応した櫛歯状の形状を有していてもよい。

可動体１４０は、回転軸となる梁部１４２を介して、質量体１３４に支持されている。可動体１４０は、平面視において、枠状の質量体１３４の内側に設けられている。可動体１４０は、板状の形状を有している。可動体１４０の厚さは、例えば、２０μｍ以上３５μｍ以下程度である。可動体１４０は、ジャイロセンサー（慣性センサー２００）を構成している。

梁部１４２は、可動体１４０の重心からずれた位置に設けられている。図示の例では、梁部１４２は、Ｙ軸に沿って設けられている。梁部１４２は、ねじり変形することができ、このねじり変形により、可動体１４０をＺ軸方向に変位させることができる。このように、可動体１４０は、Ｚ軸方向に変位可能であるため、スティキングが発生しやすい。

可動検出電極部１４４は、可動体１４０に設けられている。可動検出電極部１４４は、可動体１４０のうち、平面視において固定検出電極部１４６と重なる部分である。可動検出電極部１４４は、固定検出電極部１４６との間に静電容量を形成することができる。

固定部１３０、駆動バネ部１３２、質量体１３４、可動駆動電極部１３６、可動体１４０、梁部１４２、および可動検出電極部１４４は、一体に設けられている。固定部１３０、駆動バネ部１３２、質量体１３４、可動駆動電極部１３６、固定駆動電極部１３８，１３９、可動体１４０、梁部１４２、および可動検出電極部１４４（以下、「可動体１４０等」ともいう）の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。可動体１４０等は、シリコンＭＥＭＳ（シリコン基板を加工して形成されたＭＥＭＳ）を構成している。

固定検出電極部（固定電極）１４６は、基体１０に固定され、可動検出電極部１４４と対向して設けられている。固定検出電極部１４６は、凹部１６の底面に設けられている。図示の例では、固定検出電極部１４６の平面形状は、長方形である。

固定検出電極部１４６の材質は、例えば、アルミニウム、金、ＩＴＯである。固定検出電極部１４６としてＩＴＯ等の透明電極材料を用いることにより、固定検出電極部１４６上に存在する異物等を、基体１０の第２面１４側から、容易に視認することができる。さらに、基体１０の第２面１４側から、可動体１４０の基体１０に貼り付いている部分を、容易に視認することができる。固定検出電極部１４６は、例えば、レーザー光を透過させる材質で形成されている。固定検出電極部１４６は、例えば、スパッタ法やＣＶＤ法による成膜、およびパターニングにより形成される。

次に、慣性センサー２００の動作について説明する。

可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８，１３９との間に、図示しない電源によって、電圧を印加すると、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８，１３９との間に静電力を発生させることができる。これにより、駆動バネ部１３２をＸ軸方向に伸縮させつつ、質量体１３４をＸ軸方向に振動させることができる。

図１４に示すように、第１構造体１１２ａでは、固定駆動電極部１３８は、可動駆動電極部１３６の−Ｘ軸方向側に配置され、固定駆動電極部１３９は、可動駆動電極部１３６の＋Ｘ軸方向側に配置されている。第２構造体１１２ｂでは、固定駆動電極部１３８は、可動駆動電極部１３６の＋Ｘ軸方向側に配置され、固定駆動電極部１３９は、可動駆動電極部１３６の−Ｘ軸方向側に配置されている。そのため、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８との間に第１交番電圧を印加し、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３９との間に第１交番電圧と位相が１８０度ずれた第２交番電圧を印加することにより、第１構造体１１２ａの質量体１３４と、第２構造体１１２ｂの質量体１３４と、を互いに逆位相でかつ所定の周波数で、Ｘ軸方向に振動させる（音叉型振動させる）ことができる。

質量体１３４が上記の振動を行っている状態で、慣性センサー２００にＹ軸まわりの角速度ωｙが加わると、コリオリ力が働き、第１構造体１１２ａの可動体１４０と、第２構造体１１２ｂの可動体１４０とは、Ｚ軸方向に（Ｚ軸に沿って）互いに反対方向に変位する。可動体１４０は、コリオリ力を受けている間、この動作を繰り返す。

可動体１４０がＹ軸方向に変位することにより、可動検出電極部１４４と固定検出電極部１４６との間の距離は、変化する。そのため、可動検出電極部１４４と固定検出電極部１４６との間の静電容量は、変化する。この電極部１４４，１４６間の静電容量の変化量を検出することにより、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを求めることができる。

なお、上記では、静電力によって、質量体１３４を駆動させる形態（静電駆動方式）について説明したが、質量体１３４を駆動させる方法は、特に限定されず、圧電駆動方式や、磁場のローレンツ力を利用した電磁駆動方式等を適用することができる。

また、上記では、慣性センサー２００がＹ軸まわりの角速度ωｙを検出可能なジャイロセンサーである場合について説明したが、本発明に係る慣性センサーは、Ｘ軸まわりの角速度を検出可能なジャイロセンサーであってもよいし、Ｚ軸まわりの角速度を検出可能なジャイロセンサーであってもよい。

また、上記では、１つの機能素子１０２を含む慣性センサーについて説明したが、本発明に係る慣性センサーは、複数の機能素子を含んでいてもよい。これにより、本発明に係る慣性センサーは、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の加速度を検出することができ、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸まわりの角速度を検出することができてもよい。すなわち、本発明に係る慣性センサーは、加速度センサーとしての機能と、ジャイロセンサーとしての機能を備えていてもよい。

２．２． 慣性センサーの製造方法
次に、第２実施形態に係る慣性センサー２００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。第２実施形態に係る慣性センサー２００の製造方法は、機能素子１０２が図１４に示す形状となるようにシリコン基板４をパターニングすること以外は、第１実施形態に係る慣性センサー１００の製造方法と、基本的に同じである。したがって、その詳細な説明を省略する。

慣性センサー２００の製造方法では、第１実施形態に係る慣性センサー１００の製造方法と同様に、基体１０を透過させて、可動体１４０と基体１０との接触面（貼り付き部分）に照射することができる。したがって、慣性センサー２００の製造方法では、可動体１４０にアブレーションが発生することを抑制しつつ、スティッキングを解除することができる。

慣性センサー２００の製造方法では、第１実施形態の変形例に係る慣性センサー１００の製造方法と同様に、基体１０および固定検出電極部１４６を透過させて、可動体１４０と固定検出電極部１４６との接触面（貼り付き部分）に照射することができる。したがって、慣性センサー２００の製造方法では、可動体１４０にアブレーションが発生することを抑制しつつ、スティッキングを解除することができる。

慣性センサー２００の製造方法では、可動体３０は、ジャイロセンサーを構成する。そのため、慣性センサー２００の製造方法は、角速度を検出することができるジャイロセンサー（慣性センサー２００）を製造することができる。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

２…キャビティー、３…貼り付き部分、４…シリコン基板、１０…基体、１２…第１面、１４…第２面、１６…凹部、１８…ポスト部、２０…蓋体、３０…可動体、３０ａ…第１シーソー片、３０ｂ…第２シーソー片、３１…第１可動電極部、３２…第２可動電極部、３３，３４…端面、３５，３６…開口部、４０…第１連結部、４２…第２連結部、５０…支持部、６０…第１固定電極部、６２…第２固定電極部、１００…慣性センサー、１０２…機能素子、１１２…構造体、１１２ａ…第１構造体、１１２ｂ…第２構造体、１３０…固定部、１３２…駆動バネ部、１３３…梁部、１３４…質量体、１３６…可動駆動電極部、１３８…固定駆動電極部、１３９…固定駆動電極部、１４０…可動体、１４２…梁部、１４４…可動検出電極部、１４６…固定検出電極部、２００…慣性センサー

Claims (12)

1. 基体の第１面側に可動体を形成する工程と、
   前記基体の前記第１面に対向する第２面側から、前記可動体の前記基体に貼り付いている部分にレーザー光を照射して、前記可動体を前記基体から離間させる工程と、
   を含み、
   前記基体は、前記レーザー光を透過させる材質で形成される、慣性センサーの製造方法。
2. 請求項１において、
   前記基体と蓋体とを接合して、前記基体と前記蓋体とによって形成されるキャビティーに前記可動体を収容する工程を含み、
   前記可動体を前記基体から離間させる工程は、前記可動体を収容する工程の後に行われる、慣性センサーの製造方法。
3. 請求項１または２において、
   前記可動体を前記基体から離間させる工程では、
   前記可動体が溶融する強度未満の前記レーザー光を照射する、慣性センサーの製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
   前記可動体を前記基体から離間させる工程では、
   前記可動体の前記基体に貼り付いている部分を、干渉縞によって視認する、慣性センサーの製造方法。
5. 基体の第１面側に固定電極を形成し、前記固定電極と対向する可動体を形成する工程と、
   前記基体の前記第１面に対向する第２面側から、前記可動体の前記固定電極に貼り付いている部分にレーザー光を照射して、前記可動体を前記固定電極から離間させる工程と、
   を含み、
   前記基体と前記固定電極は、前記レーザー光を透過させる材質で形成される、慣性センサーの製造方法。
6. 請求項５において、
   前記基体と蓋体とを接合して、前記基体と前記蓋体とによって形成されるキャビティーに前記可動体を収容する工程を含み、
   前記可動体を前記固定電極から離間させる工程は、前記可動体を収容する工程の後に行われる、慣性センサーの製造方法。
7. 請求項５または６において、
   前記可動体を前記固定電極から離間させる工程では、
   前記可動体が溶融する強度未満の前記レーザー光を照射する、慣性センサーの製造方法。
8. 請求項５ないし７のいずれか１項において、
   前記可動体を前記固定電極から離間させる工程では、
   前記可動体の前記固定電極に貼り付いている部分を、干渉縞によって視認する、慣性センサーの製造方法。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項において、
   前記基体の材質は、ガラスである、慣性センサーの製造方法。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項において、
    前記可動体は、シリコンＭＥＭＳを構成する、慣性センサーの製造方法。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項において、
    前記可動体は、ジャイロセンサーを構成する、慣性センサーの製造方法。
12. 請求項１ないし１０のいずれか１項において、
    前記可動体は、加速度センサーを構成する、慣性センサーの製造方法。